TWI746123B

TWI746123B - 顯示裝置

Info

Publication number: TWI746123B
Application number: TW109128643A
Authority: TW
Inventors: 莊偉仲
Original assignee: 大陸商業泓科技（成都）有限公司; 業泓科技股份有限公司
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-21
Publication date: 2021-11-11
Also published as: CN111914776B; TW202206997A; CN111914776A

Abstract

本發明實施例提供一種顯示裝置，其包括指紋識別元件、電路板、貼合層、顯示面板以及支撐基板。電路板電連接指紋識別元件與顯示面板。電路板定義有通孔，並包括位於通孔周邊的裸銅。貼合層包括依次層疊設置的第一黏合層、電磁屏蔽層與第二黏合層，第二黏合層暴露出部分電磁屏蔽層而形成一接地區。顯示面板藉由貼合層與指紋識別元件貼合。支撐基板位於顯示面板的背面，並定義有開口。指紋識別元件容置於開口。沿顯示面板的厚度方向上，通孔對準接地區，接地區藉由一導電膠填充於通孔內並覆蓋裸銅，以實現接地。

Description

顯示裝置

本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種顯示裝置。

習知的具備屏下指紋識別功能的顯示裝置200，如圖4中的（a）圖及圖4中的（b）圖所示，包括顯示面板210、支撐基板220、指紋識別元件240以及電路板250。其中，支撐基板220位於顯示面板210背離其顯示面的一側，且支撐基板220定義有貫穿其相對兩表面的開口226。指紋識別元件240位於開口226內。電路板250電性連接指紋識別元件240。另，為了避免顯示面板210與指紋識別元件240之間的訊號相互干擾，在顯示面板210與指紋識別元件240之間還設置有電磁屏蔽層234。其中，該電磁屏蔽層234位於支撐基板220的開口226內，並且具有延伸超出指紋識別元件240的區域，在該區域電磁屏蔽層234藉由導電膠260連接至所述電路板250的地線以進行接地處理。

然，由於導電率的要求，所述導電膠260的面積需要足夠大，導致電磁屏蔽層234與導電膠260連接的區域的面積亦要足夠大。而且，該種結構，在製程中，需要將電磁屏蔽層234先貼合到顯示面板210上，再進行指紋識別元件240的貼合，限制了製程的靈活性。

本發明一實施例提供一種顯示裝置，其包括：指紋識別元件；電路板，電性連接所述指紋識別元件，所述電路板定義有貫穿其相對兩表面的通孔，所述電路板包括裸銅，所述裸銅位於所述通孔的周邊；貼合層，所述貼合層包括依次層疊設置的第一黏合層、電磁屏蔽層與第二黏合層，所述第二黏合層暴露出部分所述電磁屏蔽層而形成一接地區；顯示面板，電性連接所述電路板，所述顯示面板具有顯示面以及與所述顯示面相對的背面，所述背面藉由所述貼合層與所述指紋識別元件貼合；以及支撐基板，位於所述顯示面板的所述背面，所述支撐基板定義有貫穿其相對兩表面的開口，所述指紋識別元件容置於所述開口；其中，沿所述顯示面板的厚度方向上，所述通孔對準所述接地區，且所述接地區藉由一導電膠填充於所述通孔內並覆蓋所述裸銅，以實現接地。

該顯示裝置中，電路板上開設有對準電磁屏蔽層的接地區的通孔，電路板與電磁屏蔽層藉由填充於所述通孔內導電膠電性連接以實現接地處理。由於電路板與電磁屏蔽層的接地區為上下重疊設置，使得電磁屏蔽層的面積可以減小，進而使得支撐基板的開口的大小亦可以相應減小，提高了顯示裝置的其他元件的裝配空間。另，該顯示裝置中，在製程中可根據需要選擇將電磁屏蔽層先貼合於顯示面板上，還是先貼合於指紋識別元件上，增加了製程的靈活度。

圖1為本發明實施例的顯示裝置100的平面示意圖。該顯示裝置100為具備屏下指紋識別功能的顯示裝置，其可以為手機、平板電腦等。

如圖1所示，所述顯示裝置100定義有用於顯示畫面的顯示區AA與位於所述顯示區AA周邊的非顯示區NA。顯示區AA包括指紋檢測區FA。當用戶的手指的指紋觸摸到指紋檢測區FA時，該區域可以識別或檢測用戶的該手指的指紋。

圖2為圖1沿剖面線II-II剖開的示意圖。如圖2所示，顯示裝置100包括顯示面板10、支撐基板20、指紋識別元件40、貼合層30、電路板50以及導電膠60。指紋識別元件40與貼合層30均對應指紋檢測區FA設置。指紋檢測區FA的面積可以大於指紋識別元件40的面積，或與指紋識別元件40的面積大致相當。

顯示面板10具有顯示面10a及與所述顯示面10a相對的背面10b。支撐基板20位於所述顯示面板10背離所述顯示面10a的一側。即，支撐基板20位於所述顯示面板10的背面10b。所述支撐基板20用於支撐所述顯示面板10。所述支撐基板20定義有貫穿其相對兩表面的開口26。貼合層30與指紋識別元件40位於所述開口26內。

貼合層30位於所述顯示面板10與所述指紋識別元件40之間。貼合層30包括層疊設置的第一黏合層32、電磁屏蔽層34與第二黏合層36。所述顯示面板10與所述電磁屏蔽層34藉由位於二者之間的第一黏合層32進行黏接。所述電磁屏蔽層34與所述指紋識別元件40藉由位於二者之間的第二黏合層36進行黏接。

電路板50位於所述電磁屏蔽層34遠離所述顯示面板10的一側，並電性連接所述指紋識別元件40。所述電路板50定義有貫穿其相對兩表面的通孔58，沿所述顯示裝置100的厚度方向上，所述通孔58對準所述電磁屏蔽層34。第二黏合層36暴露出部分所述電磁屏蔽層34而形成一接地區。

所述導電膠60與所述電磁屏蔽層34未被所述第二黏合層36覆蓋的區域（即，接地區）接觸並電性連接。所述電磁屏蔽層34藉由填充於所述通孔58的導電膠60電性連接所述電路板50，以實現接地處理。

由於顯示裝置100中，電磁屏蔽層34的接地區與電路板50上下重疊設置，電路板50上開設有對準電磁屏蔽層34的通孔58，電路板50與電磁屏蔽層34藉由填充於所述通孔58內導電膠60電性連接，進而實現接地處理。藉此，相較於圖4中（b）圖所示的顯示裝置200的結構，本發明實施例的顯示裝置100的電磁屏蔽層34的面積可以減小，進而使得支撐基板20的開口26的大小亦可以相應減小，提高了顯示裝置100的其他元件的裝配空間。另，在製程中，可根據需要選擇將電磁屏蔽層34先貼合於顯示面板10上，還是先貼合於指紋識別元件40上，增加了製程的靈活度。另，還可以依照客戶需求提供有或沒有帶電磁屏蔽層34的產品，進而降低客戶端所需的製程。

顯示裝置100中，藉由在顯示面板10與指紋識別元件40之間設置電磁屏蔽層34，一方面，可以避免顯示面板10的掃描脈衝與數據訊號等電磁干擾指紋識別元件40，使得指紋識別元件40的指紋識別靈敏度降低；另一方面，還可以避免指紋識別元件40的電磁干擾到顯示面板10，使得顯示面板10的圖像質量變差。即，藉由電磁屏蔽層34屏蔽顯示面板10與指紋識別元件40之間產生的電磁干擾，可同時改善顯示面板10的圖像質量與指紋識別元件40的指紋感測性能。

於一實施例中，所述指紋識別元件40為超聲波指紋識別元件40。所述指紋識別元件40可產生超聲波且產生的超聲波可向顯示面板10傳輸。指紋識別元件40還可以檢測經顯示面板10傳輸、被手指反射然後被指紋識別元件40接收的超聲波。所述指紋識別元件40還可以分析感測的超聲波訊號，以產生超聲波圖像，從而進行指紋識別。

如圖2所示，指紋識別元件40包括依次層疊設置的電路基板42、壓電層44以及電極層46。所述壓電層44與所述電極層46均位於所述電路基板42遠離所述顯示面板10的一側。所述電路板50電性連接所述電路基板42以及所述電極層46，以向所述電路基板42與所述電極層46提供電壓訊號。

於一實施例中，電路板50還電性連接一控制電路（圖未示），以用於實現控制電路與指紋識別元件40之間的訊號傳輸。電路基板42例如為薄膜晶體管(TFT)陣列基板，其包括複數TFT單元，每一TFT單元包含至少一個電極，複數所述電極電性連接至電路板50。圖2中，電路板50與電路基板42的未被壓電層44覆蓋的區域電性連接。

當手指按壓到顯示面板10的指紋檢測區FA時，指紋識別元件40的工作可包括發射階段與接收階段。發射階段，電路板50同時給予電極層46與電路基板42不同的電壓訊號，使壓電層44兩側形成一電勢差，進而產生機械振動發出超聲波。接收階段，壓電層44接收反射超聲波並產生感應電荷，電極層46將壓電層44的感應電荷耦合到電路基板42，電路基板42對該耦合電流進行收集與分析，再藉由電路板50傳輸給所述控制電路，進而實現指紋識別功能。

於一實施例中，貼合層30可以為膠帶或水膠。若貼合層30為膠帶，則電磁屏蔽層34可為銅層或其他導電材料層。另，為降低貼合層30對超聲波發送與接收的影響，貼合層30為具備高聲波阻抗的材料，其材料可包含矽膠（Silicon）、環氧樹脂(Epoxide)、丙烯酸樹脂(Acrylic)、聚氨酯(polyurethane)中的至少一種黏膠。另，增加貼合層30的楊氏模量，降低貼合層30的厚度，有利於提高超聲波發送與接收的靈敏度。

於一實施例中，所述貼合層30的楊氏模量大於3Mpa。貼合層30的厚度定義為A，1μm≦A≦50μm。藉此，藉由調整貼合層30的楊氏模量及厚度，使得超聲波發送與接收的具有較佳的靈敏度。

於另一實施例中，指紋識別元件40亦可以為光學指紋識別元件，其可以包括光電二極管陣列、准直層等。當手指按壓到顯示面板10的指紋檢測區FA時，顯示面板10可向所述指紋檢測區FA上方的手指發出一束光，該光在手指的表面發生反射形成反射光或者經過所述手指內部散射而形成散射光。由於指紋的脊(ridge)與峪(vally)對於光的反射能力不同，使得來自指紋脊的反射光與來自指紋峪的發射光具有不同的光強，反射光被指紋識別元件40中的光電二極管陣列所接收並轉換為相應的電訊號，即指紋檢測訊號。基於所述指紋檢測訊號便可以獲得指紋圖像數據，並且可以進一步進行指紋匹配驗證，從而在顯示裝置100中實現光學指紋識別功能。

在其他實施例中，顯示裝置100亦可以採用內置光源或者外置光源來提供用於進行指紋檢測的光訊號。

請繼續參閱圖2，所述顯示面板10包括層疊設置的蓋板12、觸控模組14以及顯示模組16。所述支撐基板20包括層疊設置的緩衝層22及用於靜電防護的導電層24。所述緩衝層22貼合於所述顯示面板10背離其顯示面10a的一側。所述導電層24位於所述緩衝層22遠離所述顯示面板10的一側。

蓋板12用於保護位於其下方的各元件。蓋板12的材質可以為玻璃，如鈉玻璃、鋁矽酸玻璃、無鹼玻璃等。蓋板12與觸控模組14之間、觸控模組14與顯示模組16之間可藉由透明的光學膠（圖未示）進行貼合。

觸控模組14可包括自容式觸控感測結構或者互容式觸控感測結構。當蓋板12上有導電物體（例如手指）觸摸時，該區域的電容感應訊號出現差異，該電容感應訊號經處理，換算即可得到觸摸點的相對位置。

顯示模組16可以為有機發光二極管（Organic Light Emitting Diode，OLED）顯示模組或微型發光二極管顯示模組。顯示模組16為OLED顯示模組時，其可包括生長基板、位於生長基板上的OLED發光材料層（圖未示）、以及電性連接所述OLED發光材料層並用於控制所述OLED發光材料層以進行畫面顯示的驅動陣列層（圖未示）等。所述驅動陣列層可為薄膜晶體管陣列層。

於一實施例中，OLED顯示模組的生長基板為柔性的，藉由將支撐基板20設置在顯示模組的下方，可對顯示模組16進行支撐，以防止顯示模組16的變形，進而保證顯示裝置100的外觀及圖像顯示質量。

所述緩衝層22具有彈性或為可變形的，其可以吸收震動並具有較佳的復原能力。故，當顯示裝置100震動時，緩衝層22可吸收該震動，進而保護顯示模組16，使其免收損壞。緩衝層22的材質，例如可以為泡棉。另，緩衝層22為泡棉時，因其包含複數氣泡，其還可吸收用於傳輸至指紋檢測區FA以外的其他區域的不必要的超聲波，進而減少不必要的超聲波噪聲。

所述導電層24可以藉由引線接地或者與其他接地部件電性連接，以形成靜電釋放路徑，進而防止所述顯示裝置100發生靜電擊傷。所述導電層24可以為金屬，例如其可以為銅。

圖3為圖2中顯示裝置100的仰視圖。如圖3所示，電路板50包括基材52，基材52的表面定義有綁定區50a。綁定區50a內設置有複數間隔設置的引腳54。電路板50藉由引腳54與指紋識別元件40電性連接。所述基材52遠離所述電磁屏蔽層34的表面還設置有裸銅56。裸銅56位於所述通孔58的周邊。所述導電膠60覆蓋並電性連接所述裸銅56、填充電路板50的通孔58，並與電磁屏蔽層34接觸而電性連接。

於一實施例中，裸銅56與電路板50的地線（圖未示）電性連接，使得電磁屏蔽層34藉由導電膠60、裸銅56、電路板50的地線實現接地處理。

於一實施例中，導電膠60可以為膠帶或液態膠。膠帶例如可以為銅膠帶等。液態膠例如可以為銀漿、銅漿、導電油墨等。於一實施例中，導電膠60的厚度、寬度及長度分別定義為B、C及D，1μm≦B≦1000μm，0.1mm≦C≦50mm，0.1mm≦D≦50mm。所述導電膠60的面電阻小於200mΩ，以使其具有較佳的導電能力。

於一實施例中，通孔58可以位於基材52的中間位置或基材52靠近邊緣的位置。通孔58的形狀不限。圖2中，通孔58大致呈矩形。定義通孔58的寬度及長度分別為E、F，0.1mm≦E≦50mm，0.1mm≦F≦50mm。

於一實施例中，裸銅56為環繞通孔58一圈的環形。裸銅56亦可部分圍繞通孔58。裸銅56的形狀不限。圖3中，裸銅56為內外圈均為矩形的環狀。定義裸銅56的矩形狀外圈的長度及寬度分別為G、H，0.1mm≦G≦50mm，0.1mm≦H≦50mm。

於一實施例中，導電膠60的寬度C與裸銅56的矩形狀外圈的寬度H相等，導電膠60的長度D與裸銅56的矩形狀外圈的長度G相等。即，導電膠60可完全覆蓋裸銅56的表面。

於一實施例中，電路板50為柔性電路板。基材52為柔性的，其材質例如為聚醯亞胺(Polyimide，PI)、或聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate，PET)等。

該顯示裝置100中，藉由在電路板50中開設對準電磁屏蔽層34的通孔58，使得電路板50與電磁屏蔽層34的接地區上下重疊，並藉由填充於通孔58內的導電膠60得以電性連接。藉此，電磁屏蔽層34的面積可以減小，使得支撐基板20的開口26的大小亦可以相應減小，進而提高了顯示裝置100內其他元件的裝配空間。

另，在製程中，可根據需要選擇將電磁屏蔽層34先貼合於顯示面板10上，還是先貼合於指紋識別元件40上，增加了製程的靈活度，進一步地，還可以依照客戶需求提供有或沒有帶電磁屏蔽層34的顯示面板10，降低客戶端所需的製程。

於一實施例中，貼合層30為包括第一黏合層32、第一電磁屏蔽層34及第二黏合層36的複合層。可根據需要決定先將該貼合層30貼合於顯示面板10上，還是先貼合於指紋識別元件40上，進而提供給客戶的產品可以為不包括貼合層30的顯示面板10，亦可以為包括貼合層30的顯示面板10，增加了產品的靈活度。

以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神及範圍。

100、200:顯示裝置 AA:顯示區 NA:非顯示區 FA:指紋檢測區 10、210:顯示面板 10a:顯示面 10b:背面 12:蓋板 14:觸控模組 16:顯示模組 20、220:支撐基板 22:緩衝層 24:導電層 26、226:開口 30:貼合層 32:第一黏合層 34、234:電磁屏蔽層 36:第二黏合層 40、240:指紋識別元件 42:電路基板 44:壓電層 46:電極層 50、250:電路板 52:基材 50a:綁定區 54:引腳 56:裸銅 58:通孔 60、260:導電膠

圖1為本發明實施例的顯示裝置的平面示意圖。

圖2為圖1沿剖面線II-II剖開的示意圖。

圖3為圖2中顯示裝置的仰視圖。

圖4中的（a）圖為現有的顯示裝置的電磁屏蔽層與電路板連接前的仰視圖。

圖4中的（b）圖為現有的顯示裝置的電磁屏蔽層與電路板連接後的仰視圖。

100:顯示裝置

AA:顯示區

FA:指紋檢測區

10:顯示面板

10a:顯示面

10b:背面

12:蓋板

14:觸控模組

16:顯示模組

20:支撐基板

22:緩衝層

24:導電層

26:開口

30:貼合層

32:第一黏合層

34:電磁屏蔽層

36:第二黏合層

40:指紋識別元件

42:電路基板

44:壓電層

46:電極層

50:電路板

58:通孔

60:導電膠

Claims

一種顯示裝置，其改良在於，包括：指紋識別元件；電路板，電性連接所述指紋識別元件，所述電路板定義有貫穿其相對兩表面的通孔，所述電路板包括裸銅，所述裸銅位於所述通孔的周邊；貼合層，所述貼合層包括依次層疊設置的第一黏合層、電磁屏蔽層與第二黏合層，所述第二黏合層暴露出部分所述電磁屏蔽層而形成一接地區；顯示面板，電性連接所述電路板，所述顯示面板具有顯示面以及與所述顯示面相對的背面，所述背面藉由所述貼合層與所述指紋識別元件貼合；以及支撐基板，位於所述顯示面板的所述背面，所述支撐基板定義有貫穿其相對兩表面的開口，所述指紋識別元件容置於所述開口；其中，沿所述顯示面板的厚度方向上，所述通孔對準所述接地區，且所述接地區藉由一導電膠填充於所述通孔內並覆蓋所述裸銅，以實現接地。
如請求項1所述的顯示裝置，其中，沿所述顯示面板的厚度方向上，所述接地區的投影完全落入所述電路板的投影範圍內。
如請求項1所述的顯示裝置，其中，所述貼合層的楊氏模量大於3Mpa。
如請求項1所述的顯示裝置，其中，所述導電膠的面電阻小於200mΩ。
如請求項1所述的顯示裝置，其中，所述指紋識別元件為超聲波指紋識別元件或光學指紋識別元件。
如請求項5所述的顯示裝置，其中，所述指紋識別元件為超聲波指紋識別元件的情況下，所述指紋識別元件包括依次層疊設置的電路基板、壓電層以及電極層；所述壓電層與所述電極層均位於所述電路基板遠離所述顯示面板的一側；所述電路板電性連接所述電路基板以及所述電極層，以向所述電路基板與所述電極層提供電壓訊號。
如請求項6所述的顯示裝置，其中，所述顯示裝置定義有顯示區與位於所述顯示區周邊的非顯示區，所述指紋識別元件對準所述顯示區設置。
如請求項7所述的顯示裝置，其中，所述顯示區包括指紋檢測區，所述貼合層對應指紋檢測區設置。
如請求項7所述的顯示裝置，其中，所述支撐基板包括具有彈性的緩衝層以及用於靜電防護的導電層，所述緩衝層貼合於所述顯示面板的所述背面，所述導電層位於所述緩衝層遠離所述顯示面板的一側。
如請求項9所述的顯示裝置，其中，所述顯示面板包括層疊設置的觸控模組以及OLED顯示模組，所述緩衝層貼合於所述OLED顯示模組的遠離所述觸控模組的一側。